[发明专利]一种基于光伏逆变器调相的串供线路调压方法

说明书

本发明公开了一种基于光伏逆变器调相的串供线路调压方法，利用光伏逆变器调相运行能力对串供线路进行电压调节，对常用的Q(U)和控制策略进行改进，既可随时为电网提供无功支撑，也可为光伏电站减少动态无功补偿设备投资，通过调动所有光伏逆变器均参与电网电压调节，使得无功吸收总量最低，电网有功、无功损耗最小。

技术领域

本发明属于光伏逆变器领域，尤其涉及一种基于光伏逆变器调相的串供线路调压方法。

背景技术

太阳能作为可再生绿色能源，取之不尽，用之不竭，无污染，低成本，被公认为是21世纪最重要的新能源之一。世界各国竞相动用庞大的研发团队和巨额资金来研究太阳能发电技术。其中，光伏发电因为其电池材料硅的来源丰富、成本低廉等优点而受到青睐。它的基本原理是通过太阳能电池表面的光生伏特效应，实现由光能到电能的转换。光伏发电对优化能源结构、推动节能减排、实现经济可持续发展具有重要意义，光伏发电并网运行已成为今后发展的主要方向。

我国西部地区光照充足，降水量少，建有大量的光伏电站。当地电网中的负荷较轻，负荷点与负荷点之间距离较远，采用长距离串供方式供电后，由于高压输电线的R/X值较小，输电线末端电压明显高于首端电压，存在较为严重的无功电压问题。目前，国内并网光伏电站均要求配置占装机容量20％左右的容性和5％左右的感性无功补偿装置，还常常要求是动态补偿的SVG，造价昂贵。

随着电力电子技术和工业控制技术的发展，逆变器的调制方式和控制策略也有了很大的提升。新能源厂站尤其是光伏电站中逆变器具备调相运行能力。有效开发及利用逆变器调相运行能力，既可随时为电网提供无功支撑，也可为采用逆变器的新能源厂站减少动态无功补偿设备投资。常用的调压方法有采用Q(U)和控制策略进行调压，Q(U)控制策略下逆变器吸收或发出无功功率与光伏有功出力大小及负荷大小没有直接的关系，其控制策略吸收的无功总量最低，减小了电网损失，但没有调动所有光伏逆变器均参与电网电压调节，整个光伏系统调压能力较弱。控制策略成立的前提是假设并网点电压随光伏有功出力增大而升高。当光伏有功出力很大，且恰好是用户用电高峰时，此时并网点电压未越限，大量的无功输出会增大电网有功、无功损耗。

发明内容

技术问题：本发明提供一种基于光伏逆变器调相的串供线路调压方法，利用光伏逆变器调相运行能力对串供线路进行电压调节，使电网中各节点电压维持在合理范围内。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

步骤1：将电网中的发电机、变压器、线路、负荷进行等值处理，建立电网等值模型。

步骤2：对电网等值模型进行潮流计算，获取潮流信息，包括各节点电压、各支路有功无功功率。

步骤3：判断光伏系统并网点电压U_i范围，若0.95p.u.≤U_i≤1.05p.u.，则直接结束，否则进行步骤4。

步骤4：根据基于并网点电压幅值的Q(U)控制策略计算光伏系统无功输出值Q_ui，Q(U)控制策略直接采集光伏系统并网点处电压U_i，其表达式为

式中：U₁、U₂、U₃、U₄表示的电压值分别为0.95、0.98、1.02、1.05p.u.；Q_imax为光伏系统有功额定输出时无功输出的最大值。

根据基于有功输出的控制策略计算光伏系统无功输出值Q_pi，控制策略根据光伏系统有功出力P设定功率因数值由C₁变为C₂，其表达式为